(57)【要約】  本発明は、ヒートシンク（１２）と、ヒートシンク（１２）上にマウントされたＬＥＤモジュール（１３）であり、キャリア（１３０）と、キャリア（１３０）上にマウントされた複数のＬＥＤダイ（１３１）と、キャリア（１３０）上に形成されたＬＥＤ電極コンタクト（１３２）と、を有するＬＥＤモジュール（１３）と、ヒートシンク（１２）を包み込むように、且つＬＥＤモジュール（１３）がマウントされたヒートシンク（１２）の取付け表面領域（１２０）を露出させるように形成されたオーバーモールド（１５，１５’）と、やはりオーバーモールド（１５，１５’）に包み込まれ、ＬＥＤモジュール（１３）を電源に電気接続するように構成された電気インタフェース（１４）と、を有する熱自立型ＬＥＤ照明ユニット（１）を記述する。本発明は更に、このようなＬＥＤ照明ユニット（１）を製造する方法を記述する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクと、
前記ヒートシンクの取付け表面領域上にマウントされたＬＥＤモジュールであり、キャリアと、該キャリア上にマウントされた複数のＬＥＤダイと、該キャリア上に形成されたＬＥＤ電極コンタクトと、を有するＬＥＤモジュールと、
前記ヒートシンクを包み込むように、且つ前記ＬＥＤモジュールがマウントされた前記ヒートシンクの前記取付け表面領域を露出させるように形成されたオーバーモールドと、
やはり前記オーバーモールドに包み込まれ、前記ＬＥＤモジュールを電源に電気接続するように構成された電気インタフェースと、
を有する熱自立型ＬＥＤ照明ユニット。
【請求項２】
前記電気インタフェースは、前記オーバーモールド内に形成されたソケットコネクタまで前記オーバーモールドを通って延在する形状にされたリードフレームを有する、請求項１に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項３】
前記電気インタフェースは、前記ＬＥＤモジュールの電極コンタクト領域に接続するためのコンタクト領域を含み、該コンタクト領域は、前記オーバーモールドから突出するように構成されている、請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項４】
前記電気インタフェースは、ＬＥＤドライバ回路の複数の電気コンポーネントを支持するように構成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項５】
前記ＬＥＤモジュールの前記キャリアはセラミックキャリアを有する、請求項１乃至４のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項６】
当該ＬＥＤ照明ユニットは、前記オーバーモールドに形成された複数の基準フィーチャを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項７】
前記オーバーモールドは、熱伝導性且つ／或いは電気絶縁性であるプラスチック材料で作製されている、請求項１乃至６のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項８】
少なくとも前記リードフレームを包み込むように形成された、前記ヒートシンクと係合する形状にされた内側オーバーモールドと、該内側オーバーモールドを包み込む外側オーバーモールドと、を有する請求項１乃至７のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項９】
自動車前方照明用途での使用のために実現されている請求項１乃至８のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項１０】
ＬＥＤ照明ユニットを製造する方法であって、
キャリアと、該キャリア上にマウントされた複数のＬＥＤダイと、該キャリア上に形成されたＬＥＤ電極コンタクトと、を有するＬＥＤモジュールを組み立てる工程と、
前記ＬＥＤモジュールを受けるための取付け表面を有するヒートシンクを用意する工程と、
前記ＬＥＤモジュールを電源に電気接続するための電気インタフェースを用意する工程と、
前記ヒートシンク及び前記電気インタフェースをオーバーモールド内に包み込み、それにより、前記ヒートシンク上の前記取付け表面を露出させる開口を前記オーバーモールドに残す工程と、
前記露出された取付け表面上に前記ＬＥＤモジュールをマウントする工程と、
前記ＬＥＤモジュールと前記電気インタフェースとの間の電気接続を形成する工程と、
を有する方法。
【請求項１１】
前記ヒートシンクの前記露出された取付け表面上に前記ＬＥＤモジュールをマウントする工程は、前記オーバーモールドの工程の後に行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＬＥＤモジュールは、サーマルペースト、サーマルパッド、又は接着剤のうちのいずれかを用いて、前記露出された取付け表面上にマウントされる、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気インタフェースは、前記ＬＥＤモジュールへの接続のための電気コンタクトが露出したままであるように、前記オーバーモールドに包み込まれる、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記オーバーモールドは、前記ヒートシンクの前記取付け表面上への前記ＬＥＤモジュールのマウントにおいて支援となる基準フィーチャを含むように形成される、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記マウントする工程の間に、前記ＬＥＤモジュールを前記オーバーモールドの前記基準フィーチャにアライメントする工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ヒートシンク及び前記電気インタフェースを前記オーバーモールド内に包み込む工程は、少なくともリードフレーム及びソケットコネクタを、前記ヒートシンクと係合する形状にされる内側オーバーモールド内に包み込むことを有する、請求項１０乃至１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記電気インタフェースを前記オーバーモールドから電気絶縁する工程、を有する請求項１０乃至１６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明ユニット、及びそのようなＬＥＤ照明ユニットを製造する方法を記述する。
【背景技術】
【０００２】
高出力ＬＥＤ（発光ダイオード）が、数多くの用途において効率的で長寿命の光源として使用されている。高出力ＬＥＤは使用中に非常に熱くなり、高い信頼性及び長い寿命を確保するためには、熱を除去するために常に、何らかの種類のヒートシンクが必要とされる。既知の従来技術の照明アプリケーションにおいては、１つ以上のＬＥＤ光源を含む完全なＬＥＤモジュールが、通常はサーマルインタフェース材料を用いて、別個のヒートシンクコンポーネントに取り付けられる。ヒートシンクコンポーネントはＬＥＤモジュールの一部ではなく、その代わりに、これら２つの要素がサーマルインタフェース材料によって接続される。交換ＬＥＤモジュールを設置するには、先ず、既にあるＬＥＤモジュールをヒートシンクコンポーネントから引き離し又は取り外し、古いサーマルインタフェースを取り除き、次いで、新しいサーマルインタフェースを用いて交換ＬＥＤモジュールをヒートシンクコンポーネント上に貼り付ける又は取り付ける必要がある。しかしながら、サーマルインタフェース材料の取り扱い及び適用は専門知識を必要とする。特に、僅かな配置誤差であっても不正確に整形されたビームをもたらし得る前方照明用途の場合に、ヒートシンクコンポーネント上へのＬＥＤモジュールの非常に正確な配置を確保するためにも、技術的専門知識が必要とされる。これらの留意事項が、このようなＬＥＤモジュールの交換を一般ユーザには不可能にしている。
【０００３】
従って、本発明の１つの目的は、上述の問題を解決する改善されたＬＥＤ照明ユニットを提供することである。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の上記目的は、請求項１の熱自立型ＬＥＤ照明ユニットによって達成され、また、そのようなＬＥＤ照明ユニットを製造する請求項９の方法によって達成される。
【０００５】
本発明に従った熱自立型ＬＥＤ照明ユニットは、ヒートシンクと、該ヒートシンク上にマウントされたＬＥＤモジュールであり、キャリアと、該キャリア上にマウントされた複数のＬＥＤダイと、該キャリア上に形成されたＬＥＤ電極コンタクトと、を有するＬＥＤモジュールと、ヒートシンクを包み込むように、且つＬＥＤモジュールがマウントされたヒートシンクの取付け表面領域を露出させるように形成されたオーバーモールドとを有する。当該ＬＥＤ照明ユニットは更に、やはり上記オーバーモールドに包み込まれた電気インタフェースを有し、該電気インタフェースは、ＬＥＤモジュールを外部電源に電気接続するように構成される。
【０００６】
本発明のＬＥＤ照明ユニットの１つの利点は、それが完全に自己完結型又は“熱的に自立した”（“熱自立型”）であること、すなわち、それが既にヒートシンクを組み込んでいる独立型ユニットであることである。従って、本発明のＬＥＤ照明ユニットは容易に設置又は交換されることができ、ユーザは、そのような工程を実行するのに特別な技術的知識又は技能を必要としない。例えば、誰でも本発明のＬＥＤ照明ユニットを適切な照明アプリケーションのハウジング内に設置することができる。ユーザが行う必要があるのは、ＬＥＤ照明ユニットをハウジングに挿入し、そして、それを電源に接続することだけである。これは、ＬＥＤ照明ユニットを交換する必要があるときに特に好ましい。上述のように、同等の従来技術のＬＥＤ照明装置を交換するコストは、交換ＬＥＤモジュールが放熱コンポーネントに正しく取り付けられることを確保するために技術的専門知識を要するので相当なものとなり得る。
【０００７】
本発明によれば、ＬＥＤ照明ユニットを製造する方法は、キャリアと、該キャリア上にマウントされた複数のＬＥＤダイと、該キャリア上に形成されたＬＥＤ電極コンタクトと、を有するＬＥＤモジュールを組み立てる工程と、ＬＥＤモジュールを受けるための取付け表面を有するヒートシンクを用意する工程と、ＬＥＤモジュールを電源に電気接続するための電気インタフェースを用意する工程と、ヒートシンク及び電気インタフェースをオーバーモールド内に包み込み、それにより、ヒートシンク上の取付け表面を露出させる開口をオーバーモールドに残す工程と、露出された取付け表面上にＬＥＤモジュールをマウントする工程と、ＬＥＤモジュールと電気インタフェースとの間の電気接続を形成する工程とを有する。理解されることになるように、これらの工程は、厳密にこの与えられた順序で実行される必要はない。
【０００８】
本発明の方法は、何らかの更なる放熱コンポーネントに取り付ける必要がない熱自立型の照明ユニットをもたらす。その代わりに、比較的少ない労力で、自己完結型で堅牢な、完成した照明ユニットを得ることができる。
【０００９】
従属請求項及び以下の説明は、本発明の特に有利な実施形態及び特徴を開示している。それら実施形態の特徴は適宜に組み合わされ得る。１つのクレームカテゴリーの文脈で記述される特徴は、別のクレームカテゴリーにも等しく適用されることができる。
【００１０】
ヒートシンクは好ましくは、例えばアルミニウム又は銅などの熱伝導性の金属の固体片である。例えば、アルミニウムのブロックを、Ｈ形の断面を有する形で押出成形することができる。本発明のＬＥＤ照明ユニットのヒートシンクとして機能するように、押出成形されたブロックの好適厚さの“スライス”を切り出すことができる。ヒートシンクの表面は、必要に応じて、例えば腐食に対する保護を提供するためにコンフォーマルコーティングの層を塗布することによって又はポッティングによって、表面処理されることができる。
【００１１】
以下では、本発明をいかようにも限定することなく、例えば自動車前方照明用途といった、非常に強くて明るい光を必要とする照明用途での使用をＬＥＤ照明ユニットが意図していると仮定し得る。そのような照明用途の発光ダイオードは非常に熱くなり、容易に１３５℃を超えるジャンクション温度に達し、ＬＥＤダイからの熱の輸送が効率的且つ効果的でなければならない。ＬＥＤ照明ユニット内の温度は、例えば周囲温度やヒートシンクサイズなどの様々なパラメータに依存し得る。典型的に、システムは、このようなパラメータを考慮に入れ、最高ＬＥＤジャンクション温度（ＬＥＤ製造者によって指定される）を超えないことを保証するように設計されるべきである。
【００１２】
この理由からも、ＬＥＤモジュールは好ましくは、例えばサーマルペーストなどの熱伝導材料を用いて、ヒートシンクの露出された表面領域に取り付けられる。あるいは、サーマルパッド又は熱接着剤が使用されたり、ＬＥＤモジュールが適所にはんだ付けされたりし得る。
【００１３】
オーバーモールドは任意の好適材料で作製されることができる。本発明の好適な一実施形態において、オーバーモールドは、好適なプラスチック材料を有する。例えば、熱伝導性のプラスチックが使用され得る。それに代えて、あるいは加えて、プラスチック材料は電気絶縁性とし得る。プラスチック材料は、比較的少ない労力で、所望のオーバーモールド形状へと成形されることができる。成形手順が完了すると、オーバーモールドは、ＬＥＤモジュールのみを露出させたままにして、ヒートシンクの周りに望ましい硬さの堅牢なエンクロージャを与える。
【００１４】
オーバーモールドは単一工程で形成されることができ、すなわち、本発明のＬＥＤ照明ユニットは単一のオーバーモールドを有することができる。しかしながら、本発明の他の一実施形態において、二部構成のオーバーモールドが好ましいことがある。この場合、少なくともリードフレーム及びソケットコネクタを包み込むように、内側のオーバーモールドを形成することができる。このような内側オーバーモールドは好ましくは、オーバーモールドされた部分とヒートシンクとが単一ユニットとして取り扱われることができるように、ヒートシンクとしっかりと係合するような形状にされる。その後、（リードフレーム及びソケットコネクタを備えた）内側オーバーモールドとヒートシンクとを包み込むように、外側のオーバーモールドを形成することができる。
【００１５】
ヒートシンクの露出された取付け表面上にＬＥＤモジュールをマウントする工程は、オーバーモールド工程に先立って行われることができる。これは、オーバーモールド装置に一定の制約を課すことがある。何故なら、キャリア上のＬＥＤダイが高温から保護されなければならないからである。さらに、オーバーモールド工程中に生じる機械的な力がＬＥＤモジュールに応力を加えることがある。従って、本発明の好適な一実施形態では、オーバーモールドが、取付け表面領域を露出させる“窓”を残すようにして、ヒートシンク及び電気インタフェースを包み込むように形成され、そして、オーバーモールド工程後に、露出された取付け表面領域上にＬＥＤモジュールが配置される。
【００１６】
好ましくは、オーバーモールドは、ＬＥＤモジュールから放たれる光に対して当該オーバーモールドが影響又は干渉しないことを確実にする形状にされた窓を有する。例えば、外側の（オーバーモールドの外表面における）窓の外周が内側の（ヒートシンクの高さにおける）窓の外周よりも大きいように、窓の側壁のうちの１つ以上を傾斜させることができる。斯くして、ＬＥＤによって放たれた光は、オーバーモールドによっていかようにも影響を及ぼされない。
【００１７】
本発明のＬＥＤ照明ユニットは好ましことに、例えば、対応するプラグコネクタと嵌合する形状にされたソケットコネクタといった、電源へのコネクタを組み込んでいる。好ましくは、凹型のソケットのみがユーザに見えるように、好適なソケットコネクタ部品がオーバーモールドに埋め込まれる。ＬＥＤモジュールとソケットコネクタとの間の電気インタフェースは好ましくは、ヒートシンクの取付け表面領域からオーバーモールド内へと延在するように構成されたリードフレームを有し、それが、オーバーモールド内に形成されたソケットコネクタで終端するリードに溶接され、又はその他の方法で接続される。リードフレームは、オーバーモールドに埋め込まれる単一の部品として形成されることができ、あるいは、本発明の好適な一実施形態において、それは、ＬＥＤモジュールへのアノード接続及びカソード接続のための物理的に別々のセクションを有することができる。いずれの場合も、電気インタフェースは、リードフレームコンタクト領域のみを露出させたままにして、オーバーモールドに基本的に完全に埋め込まれる。電気インタフェースのリードフレーム部分は、ソケットコネクタで終端する（オーバーモールド内の）対応するコネクタに各々が接続された２つの別々の素子を有することができる。また、リードフレームは、ＬＥＤドライバ回路の幾つかの電気コンポーネントを支持することができる。例えば、ＬＥＤ駆動回路の一部として過渡電圧抑圧ダイオードをリードフレーム上にマウントすることができる。オーバーモールド用に選択された材料が導電性である場合、好ましくは、リードフレーム及び電気インタフェースのその他の関連部分が、例えば、それらを好適な絶縁コーティングで囲むことによって、オーバーモールドから電気絶縁される。
【００１８】
キャリアは、ＬＥＤダイを支持することができるとともに照明ユニットの動作中に生じる高温に耐えることができる任意の好適材料から作製されることができる。例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）上にＬＥＤダイをマウントすることができ、故に、この場合のＬＥＤモジュールは、ＰＣＢと、ＬＥＤダイと、ＬＥＤダイのアノード及びカソードとのコンタクトを取るための電極コンタクトとを有する。本発明の好適な一実施形態において、ＬＥＤモジュールはセラミックキャリアを有する。セラミック材料は、電気絶縁性であるとともに非常に効率的な熱伝導体でもあるので、好ましい選択である。
【００１９】
本発明の好適な一実施形態において、ヒートシンク及びオーバーモールドは前もって準備され、ＬＥＤモジュールも前もって準備される。このアプローチは幾つかの利点を有し、すなわち、埋め込まれた電気インタフェースが機能的に正しいことを保証するために、オーバーモールドされたヒートシンク部品を試験することができ、また、ＬＥＤモジュールについても正しい機能性を保証するために試験することができるなどの利点を有する。これは、欠陥ある部品を前もって特定して、それらが照明ユニットに使用されることを防止することを可能にする。この製造アプローチのもう１つの重要な利点は、ＬＥＤモジュールを非常に高い精度でオーバーモールド窓内に配置することができることである。この目的のため、オーバーモールドは好ましくは、ＬＥＤモジュールのプレースメント（配置すること）を支援する基準フィーチャ（造形部）を含むように形成される。例えば、窓それ自体を基準フィーチャとすることができる。任意数の更なる基準フィーチャも形成されることができ、また、これらは任意の形状（リセス、ノッチ、リッジ、タブなど）を有することができる。このような基準フィーチャの位置及び形状は、当業者に知られるように、オーバーモールドツールによって正確に決定される。プレースメントツールが１つ以上の基準フィーチャを使用することで、完成したＬＥＤモジュールを、露出されたヒートシンク領域上に、非常に正確に配置することができる。斯くして、数十マイクロメートル以内という非常に望ましい精度を達成することができる。従って、本発明のＬＥＤ照明ユニットは、例えば自動車フロントビーム用途においてなど、（１つ以上の）ＬＥＤ光源の非常に正確なプレースメントを必要とする照明用途に特に適している。
【００２０】
上で示したように、本発明のＬＥＤ照明ユニットは、適切なハウジング内に当該ＬＥＤ照明ユニットを配置することによって照明アプリケーション内に設置されることができ、この工程を容易にするために、本発明のＬＥＤ照明ユニットは好ましくは、当該ＬＥＤ照明ユニットがその中に挿入されることになるハウジングの対応する基準フィーチャと一致するようにオーバーモールドに形成された、幾つかの基準フィーチャを有する。これらは適宜に、ＬＥＤモジュールをヒートシンク上にマウントする際に使用されたのと同じ基準フィーチャ、及び／又は専用の基準フィーチャとすることができる。
【００２１】
本発明の他の目的及び特徴が、添付の図面と併せて検討される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、理解されるべきことには、図面は、本発明の範囲を定めるものとしてではなく、単に例示の目的で作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のＬＥＤ照明ユニットの一実施形態の斜視図を示している。
【図２】本発明のＬＥＤ照明ユニットの更なる一実施形態の斜視図を示している。
【図３】照明アプリケーションのハウジング内の適所にある図２のＬＥＤ照明ユニットを示している。
【図４】本発明のＬＥＤ照明ユニットの更なる一実施形態の平面図を示している。
【図５】図４のＬＥＤ照明ユニットを通る一断面を示している。
【図６】本発明のＬＥＤ照明ユニットの一実施形態に関してリードフレームをオーバーモールドする他の一手法を示している。
【図７】図６のオーバーモールドされたリードフレームの正面図を示している。
【図８】図６のオーバーモールドされたリードフレームをヒートシンクに対して示している。
【図９】図８の内側オーバーモールド及びヒートシンクを包み込む外側オーバーモールドを示している。
【００２３】
図面においては、全体を通して、似通った参照符号が同様のオブジェクトを参照する。図中のオブジェクトは必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明のＬＥＤ照明ユニット１の一実施形態の透視的な斜視図を示しており、ヒートシンク１２の周りの適所にあるエンクロージャ１５又はオーバーモールド１５（破線によって示されている）を示している。ヒートシンク１２は、この実施形態では鏡面対称を呈している。オーバーモールド１５の一端にあるソケット１５２とヒートシンク１２の露出された表面領域１２０上にマウントされたＬＥＤモジュール１３との間の電気的な接続が示されている。オーバーモールド１５は、ヒートシンク１２の表面領域１２０及びＬＥＤモジュール１３を露出させる開口又は窓１５０を有している。この実施形態において、ヒートシンク１２は基本的にＵ字形であり、例えばアルミニウム又は銅などの金属の中実ブロックで作製されている。従って、ヒートシンク１２は、動作中のＬＥＤモジュール１３から熱を効果的に放散させることができる。また、オーバーモールド１５は、熱伝導性、電気絶縁性などとし得るものである例えばプラスチックなどの好適材料で作製される。熱伝導性のオーバーモールド１５は、ＬＥＤモジュール１３からの及びヒートシンク１２からの熱の効率的な輸送を助けることができる。電気絶縁性のオーバーモールド１５は、全体的な構造を単純化することができる。
【００２５】
本発明のＬＥＤ照明ユニット１の自己完結型の構造は、交換ＬＥＤユニットと恒久的なヒートシンクとの間に熱接触を作り直す必要がないので、熟練していない人物によってでも、当該ＬＥＤ照明ユニットを単一のユニットとして容易に交換することを可能にする。本発明のＬＥＤ照明ユニット１は、他のヒートシンク又は放熱要素を必要としない。その代わりに、単一のヒートシンク１２が、本発明の自己完結型ＬＥＤ照明ユニット１の内蔵要素である。本発明のＬＥＤ照明ユニット１を使用する照明アプリケーションにおいては、熟練していない人物が、既にあるＬＥＤ照明ユニットを交換ＬＥＤ照明ユニットと容易に交換することができる。
【００２６】
図２は、本発明のＬＥＤ照明ユニット１の他の一実施形態の斜視図を示しており、ＬＥＤ照明ユニット１の前面を見たものである。この図は、オーバーモールド１５の窓１５０の内側に凹所化されてヒートシンク１２に取り付けられたＬＥＤモジュール１３を明瞭に示している。ＬＥＤモジュール１３の外縁と窓１５０の内側面との間に、ヒートシンク１２の露出された表面領域１２０の一部が見えている。電源への接続のためのソケット１５２が部分的に見えている。この図はまた、プラスチックオーバーモールド１５の本体に形成された基準フィーチャ１５１又は鍵フィーチャ１５１を示している。これらは、ＬＥＤ照明ユニット１の正確なプレースメントを支援することになる。
【００２７】
図３は、例えば自動車前方照明ユニットなどの照明アプリケーションのハウジング２内の適所にある図２のＬＥＤ照明ユニット１を示している。ハウジング２も、ＬＥＤ照明ユニット１のものと一致する基準フィーチャ２１又は鍵フィーチャ２１を有している。基準フィーチャ１５１、２１は、ユーザがＬＥＤ照明ユニット１をハウジング２内に自ずと正確に挿入することを確実にする。この図はまた、ソケットコネクタ１５２に挿入されたプラグコネクタ２２を示している。プラグコネクタ２２及びソケットコネクタ１５２は、例えば、スナップ嵌合にてつながることができる。
【００２８】
図４は、ＬＥＤ照明ユニット１の一実施形態を示しており、このＬＥＤ照明ユニット１は、プラスチックオーバーモールド１５（破線によって示されている）の窓又は開口によって取り囲まれた領域１２０内で、ＬＥＤモジュール１３がその表面にマウントされたヒートシンク１２を有している。この実施形態において、ヒートシンク１２は基本的にＨ字形であり、最終的なＬＥＤ照明ユニットにおいて利用可能な体積のうち可能な限り多くを利用する形態を有する。他の適切な形状は、Ｘ字形、Ｍ字形などとし得る。ヒートシンク１２は、例えばアルミニウム又は銅などの金属の押出成形されたＨ字形の塊をスライスしたものとすることができる。“Ｈ”の直立部分間のヒートシンク１２の“空きスペース”１２１が、オーバーモールド１５の本体内に形成された電源コネクタ１５２とＬＥＤモジュール１３との間の電気接続として作用する電気インタフェース１４（部分的にのみ示されている）を受け入れる。電気インタフェース１４は、ＬＥＤモジュール１３への接続のためのコンタクト領域１４２で終端するリードフレーム部分１４０を有するように示されている。リードフレーム１４０はまた、例えば過渡電圧抑圧ダイオードなどの１つ以上の電気コンポーネントを担持し得る。この実施形態において、各リードフレーム部分１４０は、プラグコネクタ（図示せず）のピンへの電気接続をなすために、ソケットコネクタ１５２内まで延在するコネクタロッド１４３に接合されている。この実施形態におけるＬＥＤモジュール１３は、直列構成（又は“ストリング”）の３つのＬＥＤダイ１３１を定位置に備えたセラミックキャリア１３０を有する。露出領域１２０は、後続工程にてヒートシンク１２をほぼ完全に囲むように形成されるプラスチックオーバーモールド１５の窓によって画成されることになる。セラミックキャリア１３０はまた、ＬＥＤ直列構成へのアノード接続及びカソード接続のための２つの電極コンタクト領域１３２を特徴としている。これらのコンタクト領域１３２は、プラスチックオーバーモールドに埋め込まれた電気インタフェース１４のリードフレームの対応するコンタクト領域１４２に、リボンコネクタ１６又はワイヤボンドによって接続されることができる。リードフレームは、そのコンタクト領域１４２がオーバーモールド工程において露出されたままになるように位置付けられる。
【００２９】
図５は、図４のＬＥＤ照明ユニット１を通って取られた断面Ａ−Ａ’を示しており、サーマルペーストの層１７によってヒートシンク１２にマウントされるとともに、リボンコネクタ１６によって電気インタフェース１４のリードフレームに接続された、ＬＥＤモジュール１３を示している。電気インタフェース１４は、オーバーモールド１５によってほぼ全体が囲まれ、また、ＬＥＤモジュール１３のコンタクト領域への電気接続をなすためにリードフレームの外側のコンタクト領域１４２のみが露出されるように配置されている。
【００３０】
図６は、他の一実施形態を示しており、ここでは、リードフレーム１４及びソケットコネクタ１５２を包み込むように内側オーバーモールド１５’が形成される。この内側オーバーモールド１５’は、その形状がヒートシンク１２と係合することになるように形成される。この図はまた、それ以外はオーバーモールドされたリードフレーム１４０の一端に露出されたコンタクト領域１４２を有した電気インタフェースのリードフレーム１４０（先行する図で説明したのと同じ方法で形成されることができる）と、リードフレーム１４０の他端にあるコネクタピン１４３とを示している。この図はまた、オーバーモールド１５’に囲まれたＬＥＤドライバ回路の電気コンポーネント１４４を示している。
【００３１】
図７は、内側オーバーモールド１５’の正面図を示した、図６の実施形態の別の図であり、電気インタフェースのコネクタピン１４３がソケットコネクタ１５２内に突出することを示している。
【００３２】
図８は、図６及び図７の内側オーバーモールド１５’がどのようにヒートシンク１２と係合するかを示している。この例示的な実施形態では、内側オーバーモールド１５’は、ヒートシンク１２の対応する溝と嵌合するフィン１５３を含むように形成されている。内側オーバーモールド部分が（矢印によって指し示されるように）ヒートシンク１２に押し込まれるとき、フィン１５３と溝との形状嵌合によって内側オーバーモールド部分が固定的に保持され、また、コンタクト領域１４２を備えた平坦な前方部分が、ヒートシンク１２の接触領域１２０と整列することになる。
【００３３】
図９では、ヒートシンク１２の接触領域１２０を露出させるように上述の窓１５０を残して、内側オーバーモールド１５’とヒートシンク１２とが外側オーバーモールド１５内に包み込まれている。後続の工程にて、図２で上述したように接触領域１２０上にＬＥＤモジュール１３を配置することで、本発明のＬＥＤ照明ユニットの一実施形態に至ることができる。この図はまた、ハウジング内へのＬＥＤ照明ユニットの正確なプレースメントを容易にするための基準フィーチャ１５１を示している。
【００３４】
本発明を好適な実施形態及びそれについての変形の形態で開示してきたが、理解されることには、それらには、本発明の範囲を逸脱することなく、数多の更なる変更及び変形が為され得る。
【００３５】
明瞭さのため、理解されるべきことには、この出願全体を通して“ａ”又は“ａｎ”の使用は、複数であることを排除せず、“有する”は、他の工程又は要素を排除しない。“ユニット”又は“モジュール”についての言及は、２つ以上のユニット又はモジュールの使用を排除するものではない。
【符号の説明】
【００３６】
１  ＬＥＤ照明ユニット
１２  ヒートシンク
１２０  取付け領域
１２１  切欠き部
１３  ＬＥＤモジュール
１３０  セラミックキャリア
１３１  ＬＥＤダイ
１３２  コンタクト領域
１４  電気インタフェース
１４０  リードフレーム
１４１  ソケット
１４２  コンタクト領域
１４３  コネクタピン
１４４  コンポーネント
１５、１５’  オーバーモールド
１５０  窓
１５１、１５３  基準フィーチャ
１５２  ソケットコネクタ
１６  リボンコネクタ
１７  サーマルインタフェース
２  ハウジング
２１  基準フィーチャ
２２  プラグコネクタ
【図１】
2019537199.tif 000003
【図２】
2019537199.tif 000004
【図３】
2019537199.tif 000005
【図４】
2019537199.tif 000006
【図５】
2019537199.tif 000007
【図６】
2019537199.tif 000008
【図７】
2019537199.tif 000009
【図８】
2019537199.tif 000010
【図９】
2019537199.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月24日(2019.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクと、
前記ヒートシンクの取付け表面領域上にマウントされたＬＥＤモジュールであり、キャリアと、該キャリア上にマウントされた複数のＬＥＤダイと、該キャリア上に形成されたＬＥＤ電極コンタクトと、を有するＬＥＤモジュールと、
前記ヒートシンクを包み込むように、且つ前記ＬＥＤモジュールがマウントされた前記ヒートシンクの前記取付け表面領域を露出させるように形成されたオーバーモールドと、
やはり前記オーバーモールドに包み込まれ、前記ＬＥＤモジュールを電源に電気接続するように構成された電気インタフェースと、
を有し、
前記オーバーモールドは、外側オーバーモールド及び内側オーバーモールドを有し、
前記内側オーバーモールドが、前記電気インタフェースの少なくとも一部を包み込み、且つ
前記外側オーバーモールドが、前記内側オーバーモールドの少なくとも一部を包み込む、
ＬＥＤ照明ユニット。
【請求項２】
前記電気インタフェースは、前記オーバーモールド内に形成されたソケットコネクタまで前記オーバーモールドを通って延在する形状にされたリードフレームを有する、請求項１に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項３】
前記電気インタフェースは、前記ＬＥＤモジュールの電極コンタクト領域に接続するためのコンタクト領域を含み、該コンタクト領域は、前記オーバーモールドから突出するように構成されている、請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項４】
前記電気インタフェースは、ＬＥＤドライバ回路の複数の電気コンポーネントを支持するように構成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項５】
前記ＬＥＤモジュールの前記キャリアはセラミックキャリアを有する、請求項１乃至４のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項６】
当該ＬＥＤ照明ユニットは、前記オーバーモールドに形成された複数の基準フィーチャを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項７】
前記オーバーモールドは、熱伝導性且つ／或いは電気絶縁性であるプラスチック材料で作製されている、請求項１乃至６のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項８】
前記電気インタフェースは、前記ＬＥＤモジュールの電極コンタクト領域に接続するためのコンタクト領域を含み、該コンタクト領域は、前記オーバーモールドから突出するように構成され、且つ
前記電気インタフェースは、これら以外はオーバーモールドされた前記リードフレームの一端に露出された前記コンタクト領域を有し且つ他端に露出されたコネクタピンを有する、
請求項２に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項９】
自動車前方照明用途での使用のために実現されている請求項１乃至８のいずれかに記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項１０】
ＬＥＤ照明ユニットを製造する方法であって、
キャリアと、該キャリア上にマウントされた複数のＬＥＤダイと、該キャリア上に形成されたＬＥＤ電極コンタクトと、を有するＬＥＤモジュールを組み立てる工程と、
前記ＬＥＤモジュールを受けるための取付け表面を有するヒートシンクを用意する工程と、
前記ＬＥＤモジュールを電源に電気接続するための電気インタフェースを用意する工程と、
前記ヒートシンク及び前記電気インタフェースをオーバーモールド内に包み込み、それにより、前記ヒートシンク上の前記取付け表面を露出させる開口を前記オーバーモールドに残す工程と、
前記露出された取付け表面上に前記ＬＥＤモジュールをマウントする工程と、
前記ＬＥＤモジュールと前記電気インタフェースとの間の電気接続を形成する工程と、
を有し、
前記オーバーモールドは、外側オーバーモールド及び内側オーバーモールドを有し、
前記内側オーバーモールドが、前記電気インタフェースの少なくとも一部を包み込み、且つ
前記外側オーバーモールドが、前記内側オーバーモールドの少なくとも一部を包み込む、
方法。
【請求項１１】
前記ヒートシンクの前記露出された取付け表面上に前記ＬＥＤモジュールをマウントする工程は、前記オーバーモールドの工程の後に行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＬＥＤモジュールは、サーマルペースト、サーマルパッド、又は接着剤のうちのいずれかを用いて、前記露出された取付け表面上にマウントされる、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気インタフェースは、前記ＬＥＤモジュールへの接続のための電気コンタクトが露出したままであるように、前記オーバーモールドに包み込まれる、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記オーバーモールドは、前記ヒートシンクの前記取付け表面上への前記ＬＥＤモジュールのマウントにおいて支援となる基準フィーチャを含むように形成される、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記マウントする工程の間に、前記ＬＥＤモジュールを前記オーバーモールドの前記基準フィーチャにアライメントする工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気インタフェースは、これら以外はオーバーモールドされたリードフレームの一端に露出されたコンタクト領域を有し且つ他端に露出されたコネクタピンを有する、請求項１０乃至１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記電気インタフェースを前記オーバーモールドから電気絶縁する工程、を有する請求項１０乃至１６のいずれかに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明の上記目的は、請求項１のＬＥＤ照明ユニットによって達成され、また、そのようなＬＥＤ照明ユニットを製造する請求項９の方法によって達成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明に従ったＬＥＤ照明ユニットは、ヒートシンクと、該ヒートシンク上にマウントされたＬＥＤモジュールであり、キャリアと、該キャリア上にマウントされた複数のＬＥＤダイと、該キャリア上に形成されたＬＥＤ電極コンタクトと、を有するＬＥＤモジュールと、ヒートシンクを包み込むように、且つＬＥＤモジュールがマウントされたヒートシンクの取付け表面領域を露出させるように形成されたオーバーモールドとを有する。当該ＬＥＤ照明ユニットは更に、やはり上記オーバーモールドに包み込まれた電気インタフェースを有し、該電気インタフェースは、ＬＥＤモジュールを外部電源に電気接続するように構成される。本発明によれば、オーバーモールドは、外側オーバーモールド及び内側オーバーモールドを有する。内側オーバーモールドが、電気インタフェースの少なくとも一部を包み込み、外側オーバーモールドが、内側オーバーモールドの少なくとも一部を包み込む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明によれば、ＬＥＤ照明ユニットを製造する方法は、キャリアと、該キャリア上にマウントされた複数のＬＥＤダイと、該キャリア上に形成されたＬＥＤ電極コンタクトと、を有するＬＥＤモジュールを組み立てる工程と、ＬＥＤモジュールを受けるための取付け表面を有するヒートシンクを用意する工程と、ＬＥＤモジュールを電源に電気接続するための電気インタフェースを用意する工程と、ヒートシンク及び電気インタフェースをオーバーモールド内に包み込み、それにより、ヒートシンク上の取付け表面を露出させる開口をオーバーモールドに残す工程と、露出された取付け表面上にＬＥＤモジュールをマウントする工程と、ＬＥＤモジュールと電気インタフェースとの間の電気接続を形成する工程とを有する。オーバーモールドは、外側オーバーモールド及び内側オーバーモールドを有する。内側オーバーモールドが、電気インタフェースの少なくとも一部を包み込み、外側オーバーモールドが、内側オーバーモールドの少なくとも一部を包み込む。理解されることになるように、これらの工程は、厳密にこの与えられた順序で実行される必要はない。
【国際調査報告】
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2019537199.tif 000013
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